KR20080011206A - 무전해 침착 촉매 패턴의 접촉 인쇄공정 - Google Patents

무전해 침착 촉매 패턴의 접촉 인쇄공정 Download PDF

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KR20080011206A
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아그파-게바에르트
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Abstract

무전해 침착 촉매의 패턴을 친수성 상을 통해 수용 매체에 스탬프 인쇄를 제외하고 접촉 인쇄하는 단계를 포함하고, 상기 무전해 침착 촉매는 무전해 침착 전에 활성화를 필요로 하지 않는 공정이 개시된다.

Description

무전해 침착 촉매 패턴의 접촉 인쇄공정{Process for contact printing of pattern of electroless deposition catalyst}
본 발명은 친수성 상(hydrophilic phase)을 통한 무전해 침착 촉매 패턴의 접촉 인쇄공정에 관한 것이다.
종래의 착색 잉크의 인쇄 이외에, 인쇄는 기능성 재료의 패턴을 도포하기 위하여 점점 더 많이 사용되고 있다. 수성 매체에만 용해되거나 분산되는 기능성 재료의 경우에, 상기 기능성 재료를 친유성 잉크에 포함시킬 때 문제가 발생할 수 있다.
WO 01/88958은 청구항 1에서 기판상에 기능성 재료의 패턴을 형성하는 방법으로서, 제1 재료의 제1 패턴을 상기 기판에 도포하는 단계; 및 제2 기능성 재료를 상기 기판 및 상기 제1 재료에 도포하는 단계를 포함하고, 상기 제1 재료, 상기 제2 기능성 재료, 및 상기 기판은 상호 작용하여 상기 기판상에 상기 제2 기능성 재료의 제2 패턴을 자발적으로 형성하고, 이에 의하여 기판상에 기능성 재료의 패턴을 형성하는 방법을 개시한다.
WO 01/88958은 청구항 27에서 기판상에 기능성 재료의 패턴을 형성하는 방법으로서, 상기 기판상에 제1 재료의 제1 패턴을 비접촉 인쇄하는 단계; 및 상기 기 판 및 상기 제1 재료에 제2 기능성 재료를 도포하는 단계를 포함하고, 상기 제1 재료, 상기 제2 재료, 및 상기 기판은 상호 작용하여 상기 기판상에 상기 제2 기능성 재료의 제2 패턴을 자발적으로 형성하고, 이에 의하여 기판상에 기능성 재료의 패턴을 형성하는 방법을 더 개시한다.
WO 01/88958은 또한 청구항 47에서 기판상에 기능성 재료의 패턴을 형성하는 방법으로서, 상기 기판상에 제1 재료의 제1 패턴을 비접촉 인쇄하는 단계; 및 상기 기판 및 상기 제1 재료에 제2 기능성 재료를 도포하는 단계를 포함하고, 상기 제1 재료 및 제2 기능성 재료는 서로에 대하여 소수성 및 친수성 중 적어도 한 성질에서 충분한 차이를 갖도록 선택되어서, 상기 제1 재료, 상기 제2 기능성 재료, 및 상기 기판은 상호 작용하여 상기 기판상에 상기 제2 기능성 재료의 제2 패턴을 자발적으로 형성하고, 이에 의하여 상기 기판상에 상기 제2 기능성 재료의 제2 패턴을 형성하고, 상기 제2 패턴은 상기 제1 패턴의 역(inverse)이어서, 이에 의하여 기판상에 기능성 재료의 패턴을 형성하는 방법을 개시한다.
WO 01/88958은 또한 청구항 57에서 전기 회로 요소를 형성하는 방법으로서, 기판상에 제1 재료의 제1 패턴을 도포하는 단계; 및 상기 기판 및 상기 제1 재료에 제2 재료를 도포하는 단계를 포함하고, 상기 제1 재료, 상기 제2 재료, 및 상기 기판은 상호 작용하여 상기 기판상에 상기 제2 재료의 제2 패턴을 자발적으로 형성하고, 이에 의하여 전기 회로 요소를 형성하는 방법을 개시한다.
WO 01/88958은 또한 청구항 110에서 전기 회로 요소로서, 기판; 상기 기판에 도포된 절연 재료의 제1 패턴; 및 상기 기판 및 상기 제1 재료에 도포된 도전성 재 료의 제2 패턴을 포함하고, 상기 도전성 재료가 상기 기판상에 도포된 상기 절연 재료의 상기 제1 패턴을 갖는 상기 기판에 도포될 경우에 상기 절연 재료, 상기 도전성 재료, 및 상기 기판은 상호 작용하여 상기 기판상에 상기 도전성 재료의 제2 패턴을 자발적으로 형성하는 전기 회로 요소를 개시한다.
WO 01/88958은 또한 청구항 123에서 전자 장치로서, a) i) 제1 기판; ii) 상기 기판에 도포된 절연 재료의 제1 패턴; 및 iii) 상기 기판 및 상기 제1 재료에 도포된 도전성 재료의 제2 패턴을 포함하는 제1요소로서, 상기 도전성 재료가 상기 기판상에 도포된 상기 절연 재료의 상기 제1 패턴을 갖는 상기 기판에 도포될 경우에 상기 절연 재료, 상기 도전성 재료, 및 상기 기판은 상호 작용하여 상기 기판상에 상기 도전성 재료의 제2 패턴을 자발적으로 형성하는 제1 요소; b) i) 제2 기판; ii) 상기 제2 기판에 도포된 절연 재료의 제3 패턴; 및 iii) 상기 제2 기판 및 상기 제3 재료에 도포된 도전성 재료의 제4 패턴을 포함하는 제2요소로서, 상기 도전성 재료가 상기 기판상에 도포된 상기 절연 재료의 상기 제3 패턴을 갖는 상기 기판에 도포될 경우에 상기 절연 재료, 상기 도전성 재료, 및 상기 제2 기판은 상호 작용하여 상기 기판상에 상기 도전성 재료의 제4 패턴을 자발적으로 형성하는 제2 회로 요소; 및 c) 상기 제1 및 제2 회로 요소 사이의 전기 연결부를 포함하는 전자 장치를 개시한다.
WO 01/88958은 또한 청구항 127에서 무선 주파수(RF) 태그로서, 기판상의 비도전성 제1 재료의 패턴 및 상기 기판과 상기 제1 재료상에 배치된 도전성 제2 재료의 코팅을 포함하고, 상기 제1 재료, 상기 제2 재료, 및 상기 기판은 상호 작용 하여 상기 기판상에 상기 제2 재료의 제2 패턴을 자발적으로 형성하고, 이에 의하여 상기 기판상에 인덕터-캐퍼시터 공진기(LC resonator)를 형성하는 무선 주파수 태그를 개시한다.
WO 01/88958은 또한 청구항 141에서 기계 장치로서, a) i) 제1 기판; ii) 상기 제1 기판에 도포된 제1 재료의 제1 패턴; 및 iii) 상기 제1 기판 및 상기 제1 재료에 도포된 재료의 제2 패턴을 포함하는 제1요소로서, 상기 제2 재료의 상기 제2 패턴은 상기 제1 재료, 상기 제2 재료, 및 상기 제1 기판의 상호 작용에 의해 자발적으로 형성되는 제1 요소; b) i) 제2 기판; ii) 상기 제2 기판에 도포된 제3 재료의 제3 패턴; 및 iii) 상기 제2 기판 및 상기 제3 재료에 도포된 제4 재료의 제4 패턴을 포함하는 제2요소로서, 상기 제4 재료의 상기 제4 패턴은 상기 제3 재료, 상기 제4 재료, 및 상기 기판의 상호 작용에 의해 자발적으로 형성되는 제2 요소;를 포함하고, 상기 제1 및 제2 요소는 상기 제2 및 제4 패턴이 서로 대향하도록 배향되고, 동일한 패턴, 반대 패턴, 및 임의의 기계적으로 유용한 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 기계 장치를 개시한다.
많은 다양한 기술이 인쇄에 사용될 수 있다. 이러한 기술은 소위 비충격 인쇄(non-impact printing) 기술 및 소위 접촉 인쇄 기술로 구분될 수 있고, 상기 접촉 인쇄 기술은 스크린 인쇄공정, 그라비어 인쇄공정, 플렉소 인쇄공정, 및 오프셋 인쇄공정을 포함한다. 특정 작업을 위해 선택된 특정 인쇄 기술은 용도, 기판, 및 원하는 인쇄량에 의존할 것이다. 저비용의 다량의 인쇄에 대하여, 예를 들어, 패키지 인쇄에 대하여, 그라비어 인쇄, 플렉소 인쇄, 또는 오프셋 인쇄와 같은 고속 인 쇄 기술이 요구된다. 저비용은 플렉소 인쇄의 경우 약 500m/min 이상 및 히트 셋/웹 오프셋 인쇄의 경우 900m/min 이상 까지의 높은 인쇄 속도 때문이다. 이는 오프셋 인쇄를 특히 인쇄물의 저렴한 생산에 적합하게 한다. 오프셋 인쇄 및 그라비어 인쇄는 10㎛ 이하의 해상도를 갖는 최고급 인쇄를 제공한다.
2001년에, Synthetic Metals, volume 121, pages 1327-1328에서 Hohnholz et al.은 플라스틱/종이 기판상에 도전성 및 비도전성 폴리머로부터의 패턴을 형성하는 신규한 방법을 보고하였다. 이 방법, 즉 "라인 패터닝"(LP)은 폴리머의 인쇄를 포함하지 않고 대부분의 표준 사무용 장비, 예를 들어, 사무형 레이저 프린터를 포함한다. 상기 방법은 빠르고 저렴하다. 전자 요소, 예를 들어 액정 및 푸시-버튼 어셈블리의 제조가 보고되었다.
오프셋 (평판) 인쇄기는 인쇄기의 실린더상에 장착된 인쇄판과 같은 소위 인쇄 마스터를 사용한다. 종래의 오프셋 인쇄에 있어서, 마스터는 그 표면위에 평판 화상(lithographic image)을 가지며, 상기 평판 화상은 친수성(또는 소유성, 즉 물 수용, 잉크 반발)부 뿐만 아니라 친유성(또는 소수성, 즉 잉크 수용, 물 반발)부로 구성된다. 인쇄는 드럼상의 인쇄판 표면상의 평판 화상에 먼저 분수 매체(소위 습윤액(damping liquid)) 및 나중에 잉크를 도포하여 얻어지고, 상기 분수 매체 및 잉크 모두는 이어서 오프셋 블랭킷로 알려진 중간 (고무) 롤로 전사되며, 이들은 상기 중간 롤에서 최종 기판으로 더 전사된다. 분수 매체는 일련의 롤을 통하여 인쇄판에 최초로 전사된다. 분수 매체는 종래에는 약한 희생층으로 작용하여 잉크가 판의 비화상부(non-image area)상에 침착되는 것을 방지하고 연속 인쇄작업 중에 인쇄판의 비인쇄(감감화(desentization))부를 재건하는 기능을 가진다. 이는 일반적으로 산, 일반적으로 인산, 및 아라비아 고무의 수용액으로 구현되고, 상기 고무는 판의 금속에 흡착되고 이에 의하여 친수성 표면을 만든다. 습윤된 판은 이어서 잉크 롤러(inking roller)와 접촉하여 친유성 화상부에서 친유성 잉크만을 수용한다. 분수 매체는 표면 장력을 감소시키고 이에 의하여 인쇄판의 보다 균일한 습윤을 제공하기 위하여 역사적으로 이소프로필 알코올을 포함하지만, 분수 매체 첨가제로서의 이소프로필 알코올을 제거(또는 크게 감소)함으로써 프린터는 VOC(휘발성 유기 화합물) 방출을 상당히 감소시킬 수 있다.
이러한 분수 매체에 있어서 이소프로필 알코올은 저휘발성 글리콜, 글리콜 에테르류, 또는 계면활성제 배합물로 대체된다. 종래의 분수 매체는 또한 부식 방지제, pH 조절제 및 계면활성제를 포함할 수 있다.
EP-A 1 415 826은 기능성 패턴을 갖는 수용 매체의 오프셋 인쇄공정으로서, 인쇄 잉크를 인쇄판에 도포하는 단계 및 적어도 착색성, pH-지시성, 표백성(whitening), 형광성, 인광성, X선 형광성 또는 전도성을 가지는 적어도 하나의 성분(one moiety)을 포함하는 용액 또는 분산액을 포함하는 수성 분수 매체로 상기 인쇄판을 습윤시키는 단계를 임의의 순서로 포함하는 방법을 개시한다.
종래의 오프셋 인쇄 외에, 역 평판 인쇄(reverse lithography), 건평판 인쇄(driography) 및 단일 유체 오프셋 인쇄와 같은 몇가지 대안 방법이 개발되었다.
역 평판 인쇄에서, 물 또는 글리콜에 기초한 친수성 착색 잉크가 친유성 분수 매체와 조합하여 사용된다. 인쇄판은 친수성 액체를 선택적으로 끌어당기는 화 상부와 친수성 액체에 반발하는 비화상부를 포함한다. 인쇄판은 비닐아세테이트 에틸렌 코폴리머 수지, 폴리에스테르 수지, 또는 셸락, 폴리에틸렌 글리콜 및 왁스를 포함하는 조성물과 같은 수성(혼화성) 액체에 양호한 내성을 갖는 재료의 패턴을, 폴리스티렌 또는 폴리에틸렌 코팅된 마일라(Mylar)와 같은 소수성 베이스 시트상에 도포함으로써 제조될 수 있다.
대안으로, 인쇄판은 비화상 패턴으로서 친수성 액체에 반발하는 열경화성 실록산 조성물을 아연 베이스 재료(US 3,356,030)상에 도포함으로써 제조될 수 있다. 카본블랙 또는 산화아연과 같은 첨가제가 수지에 첨가되어 표면 거칠기를 증가시키고, 이에 의하여 잉크 흡입량(uptake)을 개선시킬 수 있다. 친수성 잉크는 염료 또는 안료에 기초할 수 있고 주된 비히클로서 바인더 및 물 및/또는 에틸렌 글리콜을 포함할 수 있다. (소수성) 분수 매체는 Textile Spirits 또는 Super Naphtholite와 같은 탄화수소, 미네랄 오일, 또는 실리콘 오일에 기초한다.
분수 매체를 생략하고 친유성 잉크만을 사용함으로써 종래의 오프셋 인쇄에서 분수 매체로부터 유래하는 VOC의 방출을 줄이는, 무수 또는 건평판 오프셋 인쇄가, 예를 들어, 일본의 Toray Industries에 의해 개발되었다. 건평판 인쇄판의 비화상부는 실리콘과 같은 잉크 반발성 폴리머로 코팅되고, 반면에 화상부는 잉크 수용 표면, 예를 들어, 선택적으로 추가 코팅층으로 오버코팅된, 표면이 도톨도톨한(grained) 알루미늄 베이스 플레이트이다. 건평판 인쇄 중에, 잉크만이 마스터에 공급된다.
그러나, 이러한 건평판 인쇄공정은 여전히 친유성 잉크로부터 유래하는 VOC 방출의 단점을 갖는다. 이로 인해 수성 건평판 인쇄 잉크가 개발되었고, 이 잉크는 물 이외에 계면활성제, 습윤제(rewetting agent), 염료 및/또는 안료 및 수지를 포함한다. 이러한 건평판 인쇄판은, 예를 들어, 화상부로서 인쇄판의 도톨 도톨한 알루미늄 표면 및 비화상부로서 잉크를 반발시키는 임의의 타입의 소수성 재료와 함께 사용될 수 있다.
통상의 오프셋 인쇄 및 역 오프셋 인쇄는, 잉크가 판의 인쇄영역에 배타적으로 점착되어 선명하고, 윤곽이 뚜렷한 인쇄물의 형성이 보장되도록 연속적인 모니터링과 잉크/분수매체 밸런스의 조절을 필요로 한다. 단일 유체 잉크는, 운전자가 잉크/분수매체 밸런스를 연속적으로 모니터링하고 조절할 필요를 없애기 위해 개발되었다. 이러한 잉크는 분수 매체중 잉크의 미세 에멀젼 또는 잉크 중 분수 매체의 미세 에멀젼으로 구성되고 잉크 롤러를 통해 인쇄판에 도포된다. 분수 매체는, 잉크가 친수성일 때 친유성이고 잉크가 친유성일 때 친수성이다. 예를 들어, 염료 및/또는 안료를 갖는 비닐 및 탄화수소 수지에 기초한 친유성 잉크부와 글리콜/물 혼합물에 기초한 친수성 분수매체부.
분수 매체로서 탄화수소 또는 미네랄 오일을 사용하는 역 오프셋 인쇄 잉크가, 예를 들어, US 3,532,532, US 3,797,388, GB 1,343,784A 및 US 3,356,030에 개시되어 있다. 이러한 특허들 중 어느 것도 친수성 잉크 또는 소수성 분수 매체에 염료 및/또는 안료 이외의 기능성 재료의 첨가를 개시하지 않는다.
수계 건평판 오프셋 잉크가, 예를 들어, WO 99/27022A, WO 03/057789A 및 DE 4119348A에 개시되어 있다. 이러한 특허들 중 어느 것도 염료 및/또는 안료 이외 의, 기능성 재료의 친수성 잉크에의 첨가를 개시하지 않는다.
오프셋 인쇄용 단일 유체 잉크가, 예를 들어, US 4,981,517 및 WO 00/032705A에 개시되어 있지만, 어느 것도 잉크 에멀젼의 친수성(분수 매체)부에 기능성 재료를 포함하는 잉크를 개시하지 않는다.
US 2005/0003101A는 기판 표면의 소정 영역 위에 금속 패턴의 자기촉매(autocatalytic) 도금을 보증할 수 있도록 하는 기판 제조 방법으로서, i) 촉매 재료를 포함하는 제1층 재료로 구성된 제1층으로 패턴 전사 메커니즘에 의해 기판 재료의 일부 또는 전부를 코팅하는 단계; ii) 제2층이 제1층에 중첩하여 밀봉하도록 제2층 재료로 구성된 제2층으로 패턴 전사 메커니즘에 의해 제1층을 코팅하는 단계로서, 상기 제2층 재료는 원하는 촉매 반응을 촉진 및/또는 유지할 수 없는 단계; iii) 제1층 재료를 노출시키기 위하여 강력한 융삭(ablative) 스크라이빙 공정을 사용하여 제2층 재료로부터 소정 패턴의 재료를 제거하는 단계를 포함하는 방법을 개시한다. 촉매 재료는, 잉크젯 인쇄 또는 스크린 인쇄와 같은 패턴 전사 메커니즘을 통해 제1층 위에 제2층을 코팅하여 밀봉하고 및 제1층을 노출시키기 위하여 강력한 융삭 스크라이빙 공정을 사용하여 제2층의 소정 패턴을 제거하여 도포된다. 금속은 무전해 도금에 의해 제1 촉매층상에 침착된다. 이 공정의 단점은 e-빔, 초점화된 UV 빔, 평행(collimated) X선 빔 또는 플라즈마 빔과 같은 개시된 스크라이 공정이 느린 공정이라는 것이다.
DE 2757029A는 팔라듐, 구리 또는 은 핵이 풍부한 잉크가 점착 제공층이 제공된 기판상에 인쇄되고, 이에 의하여 생성된 도전성 패턴이 구리 침착조에서 화학 적으로 금속화되어 도전성 회로가 되는 집적 회로의 제조공정을 개시한다. 인쇄 방법 및 잉크 조성 모두 더 이상 특정되어 있지 않다.
WO 92/21790A는 회전 그라비어 롤로부터 무빙 웹(moving web)상에 촉매 잉크를 2차원 화상으로 인쇄하는 단계를 포함하는 방법으로서, 상기 촉매 잉크는 폴리머 및 1B족 또는 8족 금속 화합물, 착체 또는 콜로이드를 포함하는 10중량% 미만의 고형분의 용액을 포함하고; 상기 잉크는 Brookfield No. 1 스핀들로 100rpm 및 25℃에서 측정될 경우 20 내지 600cps의 점도를 가지며; 상기 화상은 금속의 무전해 침착에 순응성인 방법을 개시한다. 이 방법은 화상이 무전해 침착을 촉매화하기 위해 직접 사용될 수 없는 단점을 가진다. 더욱이, 로토그라비어 인쇄는 오프셋 인쇄판에 비해 그라비어 롤이 고비용인 단점으로 인해 어려움을 겪는다.
WO 93/04215A는 금속의 무전해 침착을 촉매화할 수 있는 가교결합된, 폴리머 코팅을 형성하기에 적합한 수성의 촉매 에멀젼을 개시하고, 상기 에멀젼은 (a) 물, (b) 상기 물에 에멀젼으로서 분산된 가교결합할 수 있는, 수-불용성 폴리머의 계면활성제로 안정화된 입자, (c) 8족 금속의 수용성 화합물, 및 (d) 가교제를 포함한다. 이 방법은 코팅이 무전해 침착을 촉매화하기 위해 직접 사용될 수 없는 단점을 갖는다.
US 6,521,285는, 기판(5)상에 도전성 재료(8)를 무전해 도금하는 방법에 있어서, 잉크가 도포된 표면을 갖는 스탬프(1)를 사용하고, 상기 잉크와 예비 조절 처리된 기판 사이의 친화성을 향상시키는 시드층(6)을 제공함으로써 기판(5)을 예비 조절 처리하며, 상기 스탬프(1)의 표면을 상기 예비 조절 처리된 기판(5)과 접 촉시키는 방법에 있어서, 상기 스탬프(1)의 표면을 처리하여 상기 표면이 상기 잉크에 의해 습윤될 수 있도록 하는 단계, 분자형태의 촉매(4)이고 극성이 있는 상기 잉크로 피복된 스탬프(1)의 표면을 상기 기판(5) 위로 프레스하는 단계, 이때 상기 촉매의 층(7)의 적어도 일부를 상기 기판(5) 위에 남겨둠으로써 상기 스탬프(1)를 상기 기판(5)으로부터 분리하는 단계, 및 상기 촉매층(7)으로 피복된 상기 표면 영역에서 상기 기판(5)을 도전성 재료(8)로 무전해 도금하는 단계를 포함하는 방법을 개시한다. US 6,521,285에 개시된 것과 같이 패턴화된 표면을 갖는 스탬프를 사용하여 수용액으로부터 무전해 도금용 촉매를 도포하는 것은 대안적인 도포 방법이다. 그러나, 이 방법은 롤-투-롤이 아니고 오프셋 인쇄에 비해 매우 느리다.
US 5,300,140은 기판 표면에 하이드로프라이머의 박막을 도포하고, 적당한 경우 증감(sensitisation) 및 후속적인 무전류 습식 화학적 금속화에 의해 기판 표면 위에 강고하게 접착하는 금속 코팅의 침착용 하이드로프라이머를 개시하고, 상기 하이드로프라이머는, 필수 성분으로서, a) 수분산성 폴리아크릴레이트, 폴리부타디엔, 폴리에스테르, 멜라민 수지, 폴리우레탄, 및 폴리우레탄-우레아로 이루어진 군으로부터 선택된 수분산성 폴리머, b) 금속화 촉매로서 이온성 귀금속, 콜로이드성 귀금속 또는 모두 또는 귀금속과 유기 리간드의 공유 화합물 또는 착화합물, c) 유기 및 무기 필러로 이루어진 군으로부터 선택된 5 내지 35중량% 함량의 필러, 및 d) 물을 포함한다. 더욱이, US 5,300,140은 하이드로프라이머가 인쇄공정, 스탬핑법, 딥핑법, 브러싱법, 나이프-코팅법, 페인팅 온 및 롤링 온(painting on and rolling on)법, 및 스프레이법과 같은 통상적인 방법에 의해 플라스틱의 표 면에 도포될 수 있다는 것을 개시한다.
US 4,253,875는 (a) 아크릴 수지, 페놀 수지, 메틸 및 카르복시메틸 셀룰로오스, 구아(guar), 젤라틴, 제인(zein) 및 알기네이트로 이루어진 군으로부터 선택된 수용성 또는 수분산성 화합물을 포함하는 결합제; (b) 물; (c) 수용성 팔라듐, 구리, 은, 금 및 니켈 염으로 이루어진 군으로부터 선택된 금속염; (d) 상기 금속의 착체 형성제; 및 (e) 환원제의 조성을 가지며 염기성 재료 및 금속 침착법을 사용하는 인쇄회로기판 제조용 촉매 래커(lacquer)를 개시한다. 환원제의 존재는 US 4,253,875에 개시된 발명에 필수적이고, 이는 촉매가 그 자체로 침착되지 않고 침착후 단계에서 생성된다는 것을 나타낸다.
전자파 차폐 재료 제조용 촉매층의 플렉소 인쇄가 JP특허 2002-223095A에 개시되어 있지만, 친수성 상으로부터의 촉매층의 인쇄를 개시하지 못하고 있고 바인더가 필요한 일반적으로 200-600mPa·s 등급의 비교적 고점도 잉크를 필요로하는 단점으로 어려움을 겪는다. 소포제, 왁스, 계면활성제, 평활제, 및 가소제와 같은 다른 첨가제가 필요한 인쇄 특성을 얻기 위해 종종 필요하다.
US 3,989,526은 VIII족 또는 1B족 원소의 영가금속 또는 칼코겐인 촉매 재료의 존재하에 액체 매체에서 산화환원반응을 하는 환원제 및 불활성 전이금속 착체 산화제를 포함하는 처리조성물(processing composition)을 개시하며, 상기 액체는 상기 환원제 및 상기 불활성 전이금속 착체용 용매이고, 상기 불활성 전이금속 착체는 적어도 두가지 원자가 상태(valence state)로 존재할 수 있는 (a) 루이스 염기 및 (b) 루이스 산을 포함하고, 상기 산화제와 상기 환원제는 (1) 그 반응 생성 물이 상기 산화-환원 반응에 비촉매적이고 (2) 그 테스트 샘플이 20℃에서 약 0.01몰의 농도로 불활성 용매에 각각 용해될 경우에, 상기 산화제와 상기 환원제 사이에 본질적으로 산화환원반응이 없도록 선택되고, 상기 산화제는 그 테스트 샘플이 배위결합되지 않은 동종의 표지 리간드(tagged ligand)를 0.1몰 농도로 포함하는 불활성 용매 용액에 20℃에서 0.1몰 농도로 용해될 경우에, 적어도 1분 동안 배위결합되지 않은 리간드 및 배위결합된 리간드의 교환을 본질적으로 나타내지 않는 금속 이온과 액체의 착체이다. 스탬프를 사용한 인쇄에 의한 것과 같은 인쇄 기술을 사용하는 처리 조성물의 도포가, US 3,989,526에 개시되어 있다.
종래기술의 방법들은 따라서 열, 빛, X선, 전자, 이온 또는 몇가지 다른 에너지원과 같은 에너지원의 국부적 적용으로 균일한 코팅을 변형시킴에 의하거나, 잉크젯 기술, 정전기술 또는 전자사진기술과 같은 비접촉 인쇄기술, 스크린 인쇄와 같은 비교적 저해상도 접촉 인쇄 방법 또는 스탬프 인쇄와 같은 비교적 저속 접촉 인쇄 방법에 의해 무전해 침착 촉매의 패턴을 구현하였다.
따라서, 재료의 제거를 갖는 복수의 공정 단계를 포함하지 않아서 무전해 침착 촉매의 고해상도 패턴의 대량 생산에 적합한 공정에 대한 요구가 있다. 촉매에 대하여, 첨가제의 회피는 촉매 종의 피독 및 이로 인한 촉매 활성의 감소를 방지하고 촉매의 접근불가능(inaccessibility)을 초래하는 촉매의 매몰을 회피하기 위해 바람직하다.
종래기술
지금까지, 본 발명의 특허성과 관련된 하기 문헌이 알려져 있다.
2001년 11월 22일 공개된 WO 01/88958
D. Hohnholz and A. MacDiarmid, in Synthesis Metals, Volume 121, pages 1327-1328 (2001)
2004년 5월 6일 공개된 EP-A 1 415 826
1967년 12월 5일 공개된 US 3,356,030
1970년 10월 6일 공개된 US 3,532,532
1974년 3월 19일 공개된 US 3,797,388
1974년 1월 16일 공개된 GB 1,343,784A
1999년 6월 3일 공개된 WO 99/27022A
2003년 7월 17일 공개된 WO 03/057789A
1992년 12월 17일 공개된 DE 4119348A
1991년 1월 1일 공개된 US 4,981,517
2000년 6월 8일 공개된 WO 00/032705A
2005년 1월 6일 공개된 US 2005/003101A
1980년 1월 31일 공개된 DE 2757029A
1992년 12월 10일 공개된 WO 92/21790A
1993년 3월 4일 공개된 WO 93/04215A
2003년 2월 18일 공개된 US 6,521,285
1994년 4월 5일 공개된 US 5,300,140
1981년 3월 3일 공개된 US 4,253,875
2002년 8월 9일 공개된 JP 2002-223095A
1976년 11월 2일 공개된 US 3,989,526
발명의 태양
따라서 본 발명의 한 태양은 무전해 침착 촉매 패턴의 대량 생산 공정을 제공하는 것이다.
따라서 본 발명의 다른 태양은 무전해 침착 촉매 패턴의 대량 생산을 위한 고해상도 공정을 제공하는 것이다.
따라서 본 발명의 또 다른 태양은 수성 매체로부터 무전해 침착 촉매의 패턴을 제조하는 공정을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 태양은 무전해 침착 전에 활성화를 필요로 하지 않는 무전해 침착 촉매의 패턴을 구현하는 공정을 제공하는 것이다.
본 발명의 더 이상의 태양 및 잇점은 이하의 설명으로부터 명백해질 것이다.
발명의 요약
놀랍게도, 무전해 침착 촉매의 고해상도 패턴이, 사진 기술에 의존하지 않고, 대량 생산에 적합한 저비용의 고속 공정으로, 일단계로 수성 매체로부터 구현될 수 있다는 것이 밝혀졌다. 더욱이, 그에 의해 침착된 무전해 침착 촉매는 무전해 침착 전에 활성화를 필요로 하지 않는다.
본 발명의 태양들은 친수성 상을 통해 무전해 침착 촉매의 패턴을 본 발명의 다른 태양은 수용 매체에 스탬프 인쇄를 제외하고 접촉 인쇄하는 단계를 포함하고, 상기 무전해 침착 촉매는 무전해 침착 전에 활성화를 필요로 하지 않는 공정에 의해 구현된다.
바람직한 구현예들은 종속 청구항들에 개시된다.
발명의 상세한 설명
정의
용어 "수성 매체"는 50중량% 내지 100중량%의 물을 포함하는 물 및 수 혼화성 유기용매를 포함하는 매체를 의미한다.
본 발명을 설명하는데 사용되는 경우 용어 투명층은 물체가 층을 통해 선명하게 보여질 수 있는 방식으로 빛의 투과를 허용하는 것을 의미한다.
본 발명을 설명하는데 사용되는 경우 용어 "층"은 형용사 "비연속적인"에 의해 한정되지 않는 한 연속 코팅을 의미한다.
본 발명을 설명하는데 사용되는 경우 용어 "패턴"은 비연속 코팅을 의미하고, 상기 비연속 코팅은 라인 및/또는 형상, 지역 및/또는 영역의 배열 또는 배치(array, arragement, 또는 configuration)일 수 있다.
본 발명을 설명하는데 사용되는 경우 표현 "기능적 패턴"에서 용어 "기능적"은, 본 발명을 설명하는데 사용되는 경우 기능성 재료가 비장식적인 기능 또는 효용 뿐만 아니라 장식적인 기능 또는 효용을 구비할지라도, 비장식적(non-decorative)인 적어도 하나의 기능을 구비하는 것을 의미한다. 이러한 기능의 예는 비장식적인 착색, pH-지시, 탈색, 형광, 인광, X선 형광, 도전 특성 및 촉매 작용(catalysis)이다. 용어 기능성 패턴은 따라서 무전해 침착 촉매를 포함하는 촉매 종의 패턴을 포함한다.
본 발명을 설명하는데 사용되는 경우 표현 "무전해 침착 촉매"에서 용어 "촉매"는 그 자체는 소비되지 않고 화학 반응 또는 물리 과정의 속도를 변경하는 물질을 의미하는 것으로서, 즉 촉매는 화학 반응, 예를 들어 무전해 침착을 가속시키거나 감속시킬 수 있다. 용어 촉매는, 무전해 침착 촉매의 기능을 수행하는 종의 전구체가 될 수 있을지라도 무전해 침착 촉매 특성을 자연적으로 가지지 않는 종들을 포함하지 않는다. 여기서 자기촉매(autocatalysts)는 용어 촉매에 포함된다.
본 발명을 설명하는데 사용되는 경우 용어 "무전해 침착"은 전기화학 기술을 사용하지 않는, 금속과 같은 도전성 종의 침착을 의미한다. 무전해 침착 기술은 일반적으로 산화 종 및 환원 종 간의 반응을 포함한다.
본 발명을 설명하는데 사용되는 경우, 용어 "친수성 상"은 실질적으로 친수 특성을 갖는, 즉, 물을 끌어당기거나 흡착 또는 흡수하는 친화성을 포함하거나 가지는 상(phase)을 의미한다. 친수성 상은, 소량의 소수성 물질이 존재할 수 있을지라도, 주로 물과 친수성 물질, 예를 들어 알코올 및 셀룰로오스 유도체를 포함한다.
본 발명을 설명하는데 사용되는 경우, 용어 "유연성(flexible)"은 손상되지 않고 드럼과 같은 구부러진 물체의 곡률을 따를 수 있다는 것을 의미한다.
본 발명을 설명하는데 사용되는 경우, 달리 충격 인쇄로 알려진 용어 "접촉 인쇄"는 인쇄 장치의 어느 부분과 기판 간의 물리적 접촉(즉, 상기 방법에서 인쇄되는 기판과 전사 메커니즘 간의 직접적인 접촉이 있다)을 이용하여 기판에 잉크를 도포하는 인쇄 방법, 예를 들어 오프셋 인쇄공정, 플렉소 인쇄공정, 평판 인쇄공정, 활판 인쇄공정, 스크린 인쇄공정, 그라비어 인쇄공정, 로토그라비어 인쇄공정, 오목판 인쇄공정, 스탬프 인쇄공정, 목판 인쇄공정, 및 염료 승화 인쇄공정으로 정의된다. "접촉 인쇄공정"은 그에 의하여, 달리 비충격 인쇄공정으로 알려진 비접촉 인쇄공정으로부터 구별되고, 상기 비접촉 인쇄공정은 인쇄 장치의 어느 부분과 기판 간의 물리적 접촉을 이용하지 않고 잉크가 기판에 도포되는 인쇄 방법, 예를 들어 고체 또는 액체 토너를 사용하는 잉크젯 인쇄공정, 레이저 인쇄공정, 전자기록방식 인쇄공정, 및 전기이동방식 인쇄공정, 및 전자사진방식 인쇄공정이다. 코팅법 뿐만 아니라 스프레이법도 인쇄가 관련되지 않기 때문에 인쇄공정으로 간주될 수 없다.
본 발명을 설명하는데 사용되는 경우, 용어 "인쇄 잉크"는 잉크 또는 단일 유체 잉크의 한 상(phase)을 의미한다. 잉크는 친수성이거나(즉, 예를 들어, 역 오프셋 잉크에서 사용되는 것처럼 인쇄판, 롤 또는 스탬프의 친수성부에 의해 수용됨) 또는 친유성(즉, 예를 들어, 통상적인 오프셋 잉크에서 사용되는 것처럼 인쇄판, 롤 또는 스탬프의 친유성부에 의해 수용됨)일 수 있다. 상기 인쇄 잉크는 착색제로서 적어도 하나의 염료 및/또는 안료를 포함하거나 포함하지 않을 수 있다.
본 발명을 설명하는데 사용되는 경우, 용어 "염료"는 그것이 가해진 관련된 대기 조건하에 있는 매체에 10mg/L 이상의 용해도를 갖는 착색제를 의미한다.
본 발명을 설명하는데 사용되는 경우, 용어 "안료"는 여기에 인용에 의해 포함된 DIN 55943에서, 관련된 대기 조건하에서 사용 매체에 실질적으로 불용성인, 따라서 상기 매체에 10mg/L 미만의 용해도를 갖는 무기 또는 유기, 색채 또는 무색 착색제로 정의된다.
본 발명을 설명하는데 사용되는 경우, 용어 "바인더"는 폴리머 종(polymeric species)을 의미하고, 상기 폴리머 종은 천연 재료, 변형된 천연 재료 또는 합성 재료일 수 있다.
본 발명을 설명하는데 사용되는 경우, 용어 "코트지(coated paper)"는 임의의 물질로 코팅된 종이를 의미하고, 즉 클레이 코트지 및 수지 코트지를 포함한다.
본 설명에서 사용되는 경우 PET는 폴리(에틸렌 테레프탈레이트)를 나타낸다.
본 발명을 설명하는데 사용되는 경우, 용어 "확산 전사 반전(DTR) 공정"은 여기에 인용에 의해 포함된, A. Rott [GB patent 614,155 and Sci. photogr., (2) 13, 151(1942)] 및 E. Weyde [DE patent 973,769]에 의해 독립적으로 개발되고 "The Theory of the Photographic Process Fourth Edition", edited by T. H. James, pages 466 to 480, Eastman kodak Company, Rochester (1977)의 16장에서 G. I. P. Levenson에 의해 개시된 방법을 의미한다.
본 발명을 설명하는데 사용되는 경우, 용어 "이오노머(ionomer)"는 사슬의 원소들 간의 공유결합, 및 사슬들 간의 이온 결합을 갖는 폴리머, 예를 들어, 상표명 SURLYN®로 Du Pont에 의해 상업화된 에틸렌과 메타크릴산의 코폴리머의 금속염을 의미한다.
인쇄 공정
본 발명의 무전해 침착 촉매의 패턴을 스탬프 인쇄를 제외하고 접촉 인쇄하는 방법에 따르면, 무전해 침착 촉매의 패턴은 친수성 상을 통해 인쇄된다.
본 발명에 따른 공정의 제1 구현예에 따르면, 무전해 침착 촉매의 패턴은 무전해 침착 촉매의 연속지역(continuous area)으로 구성된다.
본 발명에 따른 공정의 제2 구현예에 따르면, 접촉 인쇄공정은 친수성 상을 통해 무전해 침착 촉매의 패턴을 중간판 또는 롤러에 도포하는 단계 및 상기 무전해 침착 촉매의 패턴을 중간판 또는 롤러로부터 수용 매체로 전사시키는 단계를 포함한다.
본 발명에 따른 공정의 제3 구현예에 따르면, 접촉 인쇄공정은 친수성 상을 통해 무전해 침착 촉매의 패턴을 인쇄판 마스터에 도포하는 단계 및 상기 무전해 침착 촉매의 패턴을 인쇄판 마스터로부터 수용 매체로 전사시키는 단계를 포함한다.
바람직한 인쇄기술은 수성 분수 및 친유성 잉크를 사용하는 통상적인 오프셋 인쇄, 분수 매체로서 탄화수소 또는 미네랄 오일 및 친수성 잉크를 사용하는 역 오프셋 인쇄, 분수 중 잉크의 미세 에멀젼 또는 잉크 중 분수의 미세 에멀젼으로 구성된 단일 유체 잉크를 사용하는 오프셋 인쇄, 및 수성 건평판 인쇄 잉크를 사용하는 건평판 인쇄를 포함한다.
오프셋 인쇄는 고해상도로 매우 빠른 속도로 매끄러운 연속지역을 인쇄하는 잇점을 가진다. 오프셋 유체로부터 용매 및/또는 물의 증발은 예를 들어 스크린 인쇄에 비해 인쇄기에서 매우 느리다.
무전해 침착 촉매
본 발명의 무전해 침착 촉매의 패턴을 스탬프 인쇄를 제외하고 접촉 인쇄하는 공정에 따르면, 무전해 침착 촉매의 패턴은 친수성 상을 통해 인쇄된다.
확산 전사 반전(DTR) 화상 수용 재료에서 잘 알려진 종류의 현상핵(development nuclei)은 바람직한 무전해 침착 촉매이다. 예를 들어 은 입자(silver particles)와 같은 귀금속 입자, 및 콜로이드성 팔라듐 황화물, 니켈 황화물, 및 혼합 은-니켈 황화물과 같은 콜로이드성 중금속 황화물 입자.
본 발명에 따른 공정의 제4 구현예에 따르면, 무전해 침착 촉매는 비금속성, 예를 들어, 팔라듐, 은, 니켈, 및 코발트 황화물이다.
본 발명에 따른 공정의 제5 구현예에 따르면, 무전해 침착 촉매는 중금속 황화물, 예를 들어, 팔라듐, 은, 니켈, 코발트, 구리, 납, 및 수은 황화물, 또는 혼합 황화물, 예를 들어, 은-니켈 황화물이다.
본 발명에 따른 공정의 제6 구현예에 따르면, 무전해 침착 촉매는 금속성, 예를 들어, 은, 백금, 로듐, 이리듐, 금, 루테늄, 팔라듐, 및 구리 입자이다.
본 발명에 따른 공정의 제7 구현예에 따르면, 무전해 침착 촉매는 은 침착을 촉매화할 수 있다.
친수성 상
본 발명의 무전해 침착 촉매의 패턴을 스탬프 인쇄를 제외하고 접촉 인쇄하는 공정에 따르면, 무전해 침착 촉매의 패턴은 친수성 상을 통해 인쇄된다.
친수성 상은 또한 수용성 고무, pH 완충 시스템, 감감화 염(desensitizing salts), 산 또는 그의 염, 습윤제, 용매, 비파일링(non-piling)제 또는 윤활제, 에멀젼 조절제, 증점제, 살충제, 및 소포제를 포함할 수 있다. 그러나, 친수성 상에서 첨가제의 존재는 촉매 활성의 결과적인 감소를 초래하는 무전해 침착 촉매의 오염/피독을 방지하기 위해서 가능한 한 회피되어야 한다.
본 발명에 따른 공정의 제8 구현예에 따르면, 친수성 상은 물 및 무전해 침착 촉매만을 포함한다.
본 발명에 따른 공정의 제9 구현예에 따르면, 친수성 상은 지방족 알코올, 케톤, 아렌(arene), 에스테르, 글리콜 에테르, 테트라하이드로퓨란과 같은 시클릭 에테르, 및 그 혼합물과 같은 적어도 하나의 수혼화성 유기 화합물, 바람직하게는 유기 용매를 더 포함한다.
본 발명에 따른 공정의 제10 구현예에 따르면, 친수성 상에 용해되고 분산된 고형분의 10중량% 미만은 바인더이다.
본 발명에 따른 공정의 제11 구현예에 따르면, 친수성 상은 수분산성 폴리머가 없다.
본 발명에 따른 공정의 제12 구현예에 따르면, 친수성 상은 환원제가 없다.
본 발명에 따른 공정의 제13 구현예에 따르면, 친수성 상에 용해되고 분산된 고형분의 5중량% 미만은 바인더이다.
바인더 함량의 최소화는 촉매 종(catalyst species)이 최대 활성을 나타내고 촉매 종에 접근 불가능하게 만드는 무전해 침착 촉매 종의 매몰을 방지할 수 있게 한다.
본 발명에 따른 공정의 제14 구현예에 따르면, 친수성 상은 통상적인 오프셋 인쇄에 사용되는 것과 같은 수성 분수 매체가다.
본 발명에 따른 공정의 제15 구현예에 따르면, 친수성 상은, 예를 들어, 탄화수소 또는 미네랄 오일의 친유성 분수를 갖는 역 오프셋 인쇄에 사용되는 것과 같은 친수성 잉크이고, 상기 친수성 잉크에서 무전해 침착 촉매는 염료 및/또는 안료의 일부 또는 전부를 대체할 수 있다. 촉매의 종류에 따라, 잉크로부터 염료, 안료, 또는 기타 첨가제를 제거하여 촉매의 오염을 방지하는 것이 바람직할 수 있고, 이에 의하여 촉매의 효율을 증가시킬 수 있다. 더욱이, 이로 인해 건조 층에서 촉매의 농도가 더욱 높아질 것이다.
본 발명에 따른 공정의 제16 구현예에 따르면, 친수성 상은 무전해 침착 촉매의 농도가 10-8 내지 1mol/L, 바람직하게는 0.001 내지 0.1mol/L인 친수성 잉크이다.
본 발명에 따른 공정의 제17 구현예에 따르면, 친수성 상은 오프셋 인쇄에서 사용되는 것과 같은 단일 유체 잉크의 분산 상(dispersing phase)이다. 단일 유체 잉크에서 친수성 상은 주로 에틸렌 글리콜에 기초한다. 촉매의 응고(coagulation)를 방지하고 고효율을 유지하기 위하여, 물로 에틸렌 글리콜의 일부를 대체하는 것이 필요할 수 있다.
본 발명에 따른 공정의 제18 구현예에 따르면, 친수성 상은 단일 유체 잉크의 분산 상이고 무전해 침착 촉매는 10-8 내지 1mol/L, 바람직하게는 0.001 내지 0.1mol/L의 농도로 존재한다.
본 발명에 따른 공정의 제19 구현예에 따르면, 친수성 상은 오프셋 인쇄에서 사용되는 것과 같은 단일 유체 잉크의 분산된 상(dispered phase)이다.
본 발명에 따른 공정의 제20 구현예에 따르면, 친수성 상은 수성 건평판 인쇄 잉크이고, 상기 건평판 인쇄 잉크에서 무전해 침착 촉매는 염료 및/또는 안료의 일부 또는 전부를 대체할 수 있다. 촉매의 종류에 따라, 잉크로부터 염료, 안료, 또는 기타 첨가제를 제거하여 촉매의 오염을 방지하는 것이 바람직할 수 있고, 이에 의하여 아마도 촉매의 효율을 향상시킬 수 있다. 더욱이, 이로 인해 건조 층에서 촉매의 농도가 더욱 높아질 것이다.
본 발명에 따른 공정의 제21 구현예에 따르면, 친수성 상은 수성 건평판 인쇄 잉크이고, 상기 건평판 인쇄 잉크는 10-8 내지 1mol/L, 바람직하게는 0.001 내지 0.1mol/L 농도의 무전해 침착 촉매를 포함한다.
본 발명에 따른 공정의 제22 구현예에 따르면, 친수성 상은 이오노머가 없다.
본 발명에 따른 공정의 제23 구현예에 따르면, 친수성 상은, 예를 들어, 형광, 인광, pH-지시, 착색, 표백, 및 고유의 도전성 성분으로 이루어진 군으로부터 선택된 다른 기능성 성분을 포함한다.
본 발명에 따른 공정의 제24 구현예에 따르면, 무전해 침착 촉매는 친수성 상에 포함되고, 상기 친수성 상은 일정한 점도까지, 즉 DIN 53211에 따른 연속적인 측정이 재현성이 있을 때까지 교반한 후 25℃에서 DIN 53211에 따라 측정될 경우, 적어도 30 mPa·s의 점도를 갖는다.
본 발명에 따른 공정의 제25 구현예에 따르면, 무전해 침착 촉매는 친수성 상에 포함되고, 상기 친수성 상은 일정한 점도까지, 즉 DIN 53211에 따른 연속적인 측정이 재현성이 있을 때까지 교반한 후 25℃에서 DIN 53211에 따라 측정될 경우, 적어도 100 mPa·s의 점도를 갖는다.
본 발명에 따른 공정의 제26 구현예에 따르면, 무전해 침착 촉매는 친수성 상에 포함되고, 상기 친수성 상은 일정한 점도까지, 즉 DIN 53211에 따른 연속적인 측정이 재현성이 있을 때까지 교반한 후 25℃에서 DIN 53211에 따라 측정될 경우, 적어도 200 mPa·s의 점도를 갖는다.
본 발명에 따른 공정의 제27 구현예에 따르면, 무전해 침착 촉매는 친수성 상에 포함되고, 상기 친수성 상은 1.5 내지 5.5의 pH를 갖는다.
수성 분수 매체
본 발명에 따른 공정의 제28 구현예에 따르면, 무전해 침착 촉매는 수성 분수 매체에 포함된다.
본 발명에 따른 공정의 제29 구현예에 따르면, 무전해 침착 촉매는 분수 매체에 10-8 내지 1mol/L, 바람직하게는 0.001 내지 0.1mol/L의 농도로 존재한다.
수성 분수 매체는 또한 수용성 고무, pH 완충 시스템, 감감화 염, 산 또는 그의 염, 습윤제, 용매, 비파일링(non-piling)제 또는 윤활 첨가제, 에멀젼 조절제, 증점제, 살충제, 및 소포제를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 공정의 제30 구현예에 따르면, 무전해 침착 촉매는 수성 분수 매체에 포함되고, 상기 수성 분수 매체는 소포제를 더 포함한다. 적당한 소포제는 Shin-Etsu의 실리콘 소포제 X50860A를 포함한다.
본 발명에 따른 공정의 제31 구현예에 따르면, 무전해 침착 촉매는 수성 분수 매체에 포함되고, 상기 수성 분수 매체는 아라비아 고무, 라치 고무(larch gum), CMC, PVP, 및 아크릴과 같은 수용성 고무를 포함한다.
수혼화성 유기 화합물
본 발명에 따른 공정의 제32 구현예에 따르면, 친수성 상은 지방족 알코올, 케톤, 아렌, 에스테르, 글리콜 에테르, 테트라하이드로퓨란과 같은 시클릭 에테르, 및 그 혼합물과 같은 적어도 하나의 수혼화성 유기 화합물을 더 포함한다.
친유성 상
본 발명의 무전해 침착 촉매의 패턴을 스탬프 인쇄를 제외하고 접촉 인쇄하는 방법에 따르면, 무전해 침착 촉매의 패턴은 친수성 상을 통해 인쇄된다.
본 발명에 따른 공정의 제33 구현예에 따르면, 친유성 상이 접촉 인쇄공정에 관여한다.
본 발명에 따른 공정의 제34 구현예에 따르면, 친유성 상이 접촉 인쇄공정에 관여하고 상기 친유성 상은 친유성 분수이다.
본 발명에 따른 공정의 제35 구현예에 따르면, 친유성 상이 접촉 인쇄공정에 관여하고 상기 친유성 상은 단일 유체 잉크의 분산된 상이다.
본 발명에 따른 공정의 제36 구현예에 따르면, 친유성 상이 접촉 인쇄공정에 관여하고 상기 친유성 상은 단일 유체 잉크의 연속 상(continuous phase)이다.
본 발명에 따른 공정의 제37 구현예에 따르면, 친유성 상이 접촉 인쇄공정에 관여하고 상기 친유성 상은 친유성 잉크이다.
안료 및 염료
본 발명의 무전해 침착 촉매의 패턴을 스탬프 인쇄를 제외하고 접촉 인쇄하는 방법에 따르면, 무전해 침착 촉매의 패턴은 친수성 상을 통해 인쇄되고 친유성 상이 상기 접촉 인쇄공정에 관련될 수 있다.
본 발명에 따른 공정의 제38 구현예에 따르면, 친수성 상은 적어도 하나의 착색제를 포함하고, 상기 착색제는 안료 또는 염료일 수 있다.
본 발명에 따른 공정의 제39 구현예에 따르면, 친수성 상의 착색제는 염료이다.
본 발명에 따른 공정의 제40 구현예에 따르면, 친유성 상이 접촉 인쇄공정에 관여하고 상기 친유성 상은 착색제를 포함하며, 상기 착색제는 안료 또는 염료일 수 있다.
본 발명에 따른 공정의 제41 구현예에 따르면, 친유성 상이 접촉 인쇄공정에 관여하고 상기 친유성 상은 염료를 포함한다.
착색제는 안료 및 염료로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있고, 친수성 상에 또는 친유성 상에, 예를 들어, 단일 유체 잉크의 분산된 상, 역 오프셋 인쇄의 경우 친유성 분수, 또는 통상적인 오프셋 인쇄의 경우 친유성 "잉크"에 존재할 수 있다.
투명 착색 조성물은 안료, 예를 들어, 아조 안료, 예를 들어, DALMAR® Azo Yellow 및 LEVANYL® Yellow HRLF, 디옥사진 안료, 예를 들어, LEVANYL® Violet BNZ, 프탈로시아닌 블루 안료, 프탈로시아닌 그린 안료, 몰리브데이트 오렌지 안료, 크롬 옐로우 안료, 퀴나크리돈 안료, 바륨 프레시피테이티드 퍼머넌트 레드 2B(Barium precipitated Permanent Red 2B), 망간 프레시피테이티드 본 레드(manganese precipitated BON Red), 로다민(Rhodamine) B 안료, 및 로다민 Y 안료를 포함시킴으로써 구현될 수 있다.
적당한 염료는
Figure 112007082873571-PCT00001
를 포함한다.
본 발명에 따른 공정의 제42 구현예에 따르면, 친수성 및/또는 친유성 상은 잉크 및 배경의 색조가 인간 눈에 의해, 예를 들어, 칼라 매칭(colour matching) 또는 색채 차단(colour masking)에 의해, 예를 들어, R(45/0) 기하에서 ASTM Norm E179-90에 정의된 CIELAB a*, b*, 및 L* 값을 ASTM Norm E308-90에 따른 평가로 매칭시킴에 의해 구별될 수 없도록 하는 염료 및/또는 안료를 포함한다.
계면활성제
본 발명에 따른 공정의 제43 구현예에 따르면, 수성 분수 매체는 적어도 하나의 계면활성제, 즉 양이온성, 음이온성, 양성(amphoteric), 및 비이온성 계면활성제로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 계면활성제를 더 포함한다.
본 발명에 따른 공정의 제44 구현예에 따르면, 수성 분수 매체는 적어도 하나의 비이온성 계면활성제, 예를 들어, 에톡시화/플루오로알킬 계면활성제, 폴리에톡시화 실리콘 계면활성제, 폴리실록산/폴리에테르 계면활성제, 퍼플루오로알킬카르복실산의 암모늄염, 폴리에톡시화 계면활성제, 및 불소 함유 계면활성제를 더 포함한다.
적당한 비이온성 계면활성제는
NON01 SURFYNOL® 440: Air Products의, 폴리에틸렌 옥사이드기 40중량%
를 갖는 2개의 폴리에틸렌 옥사이드 사슬을 구비
하는 아세틸렌 화합물;
NON02 SYNPERONIC®13/6.55: 트리데실폴리에틸렌-글리콜;
NON03 ZONYL® FSO-100: DuPont의, 에톡시화 플루오로계면활성제
F(CF2CF2)1-7CH2CH2O(CH2CH2O)yH의 혼합물,
상기 식에서 y=0 내지 약 15;
NON04 ARKOPAL™ N060: HOECHST의 노닐페닐폴리에틸렌-글리콜;
NON05 FLUORAD® FC129: 3M의 플루오로알리파틱 폴리메릭 에스테르;
NON06 PLURONIC® L35: 폴리에틸렌-글리콜/프로필렌-글리콜;
NON07 TEGOGLIDE® 410: Goldschmidt의 폴리실록산-폴리머 코폴리머
계면활성제;
NON08 TEGOWET®: Goldschmidt의 폴리실록산-폴리에스테르
코폴리머 계면활성제;
NON09 FLUORAD® FC126: 3M의 퍼플루오로카르복실산의 암모늄염의
혼합물;
NON10 FLUORAD® FC430: 3M의 98.5% 액티브 플루오로알리파틱 에스테르;
NON11 FLUORAD® FC431: 3M의
CF3(CF2)7SO2(C2H5)N-CH2CO-(OCH2CH2)nOH;
NON12 폴리옥시에틸렌-10-라우릴 에테르;
NON13 ZONYL® FSN: DuPont의, 50중량% 이소프로판올 수용액 중의
40중량% F(CF2CF2)1-9CH2CH2O(CH2CH2O)xH 용액
, 상기 식에서 x=0 내지 약 25;
NON14 ZONYL® FSN-100: DuPont의 F(CF2CF2)1-9CH2CH2O(CH2CH2O)xH,
상기 식에서 x=0 내지 약 25;
NON15 ZONYL® FS300: DuPont의, 40중량% 불소계 계면활성제 수용액; NON16 ZONYL® FSO: DuPont의, 50중량% 에틸렌 글리콜 수용액 중의
식: F(CF2CF2)1-7CH2CH2O(CH2CH2O)yH를 갖는
50중량% 에톡시화 플루오로-계면활성제의 혼합
물 용액, 상기 식에서 y=0 내지 약 15;
를 포함한다.
본 발명에 따른 공정의 제45 구현예에 따르면, 수성 분수 매체는 적어도 하나의 음이온성 계면활성제를 더 포함한다. 적당한 음이온성 계면활성제는
AN01 HOSTAPON® T HOECHST의, N-메틸-N-2-술포에틸-올레일아미드의 정제
나트륨염의 95% 농축액
AN02 LOMAR® D
Figure 112007082873571-PCT00002
AN03 AEROSOL® OT American Cyanamid의, 술포숙신산의 디-2-에틸
헥실 에스테르의 나트륨염 10g/L 수용액
AN04 DOWFAX 2A1 Dow Corning의, 비스(p-도데실, 술포-페닐)-에테르의
나트륨염 및 (p-도데실, 술포-페닐)-(술포페닐)에테
르의 나트륨염의 혼합물의 45중량% 수용액
AN05 SPREMI 테트라에틸암모늄 퍼플루오로-옥틸술포네이트
AN06 TERGO 소듐 1-이소부틸-4-에틸-n-옥틸설페이트
AN07 ZONYL® 7950 DuPont의, 불소계 계면활성제;
AN08 ZONYL® FSA DuPont의, 50중량% 이소프로판올 수용액 중의
25중량% F(CF2CF2)1-9CH2CH2SCH2CH2COOLi 용액
AN09 ZONYL® FSE: DuPont의, 70중량% 에틸렌글리콜 수용액 중의
14중량% [F(CF2CF2)1-7CH2CH2O]xP(O)(ONH4)y 용액,
상기 식에서 x=1 또는 2; y=2 또는 1; 그리고 x+y=3;
AN10 ZONYL® FSJ: DuPont의, 25중량% 이소프로판올 수용액 중의
탄화수소 계면활성제와
[F(CF2CF2)1-7CH2CH2O]xP(O)(ONH4)y 블렌드의 40중량%
용액, 상기 식에서 x=1 또는 2; y=2 또는 1;
그리고 x+y=3;
AN11 ZONYL® FSP: DuPont의, 69.2중량% 이소프로판올 수용액 중의
35중량% [F(CF2CF2)1-7CH2CH2O]xP(O)(ONH4)y 용액,
상기 식에서 x=1 또는 2; y=2 또는 1; 그리고 x+y=3;
AN12 ZONYL® UR: DuPont의, [F(CF2CF2)1-7CH2CH2O]xP(O)(OH)y,
상기 식에서 x=1 또는 2; y=2 또는 1; 그리고 x+y=3;
AN13 ZONYL® TBS: DuPont의, 4.5중량% 아세트산 수용액 중의
33중량% F(CF2CF2)3-8CH2CH2SO3H 용액
AN14 퍼플루오로-옥탄산의 암모늄염
을 포함한다.
본 발명에 따른 공정의 제46 구현예에 따르면, 수성 분수 매체는 적어도 하나의 양성 계면활성제를 더 포함한다. 적당한 양성 계면활성제는
AMP01 AMBITERIC® H 에탄올 중의 헥사데실디메틸 암모늄 아세트산
20중량% 용액
을 포함한다.
수용 매체
본 발명에 따른 공정의 제47 구현예에 따르면, 수용 매체는 인쇄에 적당한 임의의 수용 매체가고, 상기 수용 매체는 유연성(flexible)이거나 강성(rigid)일 수 있다. 유연성 매체는 이에 한정되지는 않지만 종이, 판지(carton), 마분지(cardboard), 코트지(coated paper), 금속성 호일, 또는 플라스틱 시트나, 또는 이러한 재료들 중 임의의 복합체를 포함한다. 강성 매체는 이에 한정되지는 않지만 유리, 세라믹, 에폭시 수지, 또는 플라스틱이나, 또는 이러한 재료들 중 임의의 복합체를 포함한다.
본 발명에 따른 공정의 제48 구현예에 따르면, 수용 매체는 종이, 코트지, 금속성 호일, 또는 플라스틱 시트이다.
수용 매체는 반투명, 투명, 또는 불투명일 수 있다. 적당한 플라스틱 시트는, 예를 들어, 셀룰로오스 에스테르, 셀룰로오스 트리아세테이트, 셀룰로오스 부티레이트, 셀룰로오스 니트레이트, 폴리프로필렌, 폴리(에틸렌 테레프탈레이트) 또는 폴리(에틸렌 나프탈렌-1,4-디카르복실레이트)가 특히 바람직한 폴리카보네이트 또는 폴리에스테르로 제조된, 폴리머 라미네이트, 열가소성 폴리머 호일 또는 듀로플라스틱 폴리머 호일을 포함한다. 코트지는 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌과 같은 하나 이상의 폴리머 재료층을 갖는 종이, 판지, 또는 판지의 라미네이트를 포함한다.
본 발명에 따른 공정의 제49 구현예에 따르면, 수용 매체는 기판을 추가로 접착력 있고 수용력 있게 하기 위하여 서빙층(subbing layer) 또는 수용층(receiver layer)와 같은 부가층으로 코팅된다. 예를 들어, 사진기술 분야에서 잘 알려진 많은 서빙 재료 중의 어떤 것이 사용될 수 있다. 이러한 서빙 재료의 전형은 다른 화합물 및 조성물 뿐만 아니라, 젤라틴, 폴리비닐 알코올과 같은 비닐 폴리머 및 수많은 폴리머 재료이다.
무전해 침착 공정
무전해 침착 촉매는 무전해 도금에 대한 핵의 역할을 할 수 있다. 무전해 도금의 사용은 당해 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 잘 알려져 있고, 예를 들어, PCB 제조에 사용된다. 니켈, 은, 구리, 금, 금합금, 백금, 루테늄, 로듐, 코발트 및 코발트 합금 ["Electroless Plating - Fundamentals and Applications", edited by Glenn O. Mallory and June B. Hajdu, William Andrew Publishing/Noyes (1990)]과 같은 다양한 금속이 무전해 도금될 수 있다.
본 발명에 따른 공정의 제50 구현예에 따르면, 상기 공정은 무전해 침착 촉매 패턴상의 무전해 침착 단계를 더 포함한다.
본 발명에 따른 공정의 제51 구현예에 따르면, 무전해 침착 촉매의 복합층이 장치를 제조하기 위하여 순차적으로 인쇄된다. 각 층은 상이한 패턴을 가질 수 있고 다음 인쇄 단계가 수행되기 전에 필요한 공정 단계, 예를 들어 현상 단계 또는 도금 단계가 뒤따를 수 있다.
확산 전사 반전(DTR) 공정
본 발명에 따른 공정의 제52 구현예에 따르면, 상기 공정은 현상핵의 패턴이 은 염(silver salts)을 통해 물리적으로 현상되는 확산 전사 반전 방법에 의해 무전해 침착 촉매 패턴상에 무전해 침착하는 단계를 더 포함한다.
예를 들어, 현상핵을 인쇄하는 단계, 상기 핵 패턴을 도전성 패턴으로 전환시키는 DTR 방법, 및 절연층을 인쇄하는 단계의 세 단계가 다층 인쇄 회로 기판을 제조하기 위해 수회 반복될 수 있다. 도전성 패턴을 제조하기 위한 현상핵의 인쇄 및 그 후의 DTR 다음에, 이 방식으로 (바이오)센서를 제조하기 위한 효소의 인쇄가 뒤따를 수 있다.
본 발명에 따른 공정의 제53 구현예에 따르면, 상기 공정은 비노출 은 할로겐화물(unexposed silver halide) 포함층(전사 에멀젼층)으로 기판상의 무전해 침착 촉매를 현상시키는 단계를 포함하는 확산 전사 반전 방법에 의해 무전해 침착 촉매 패턴상에 무전해 침착하는 단계를 더 포함하고, 전사 에멀젼층 중의 은할로겐화물의 양은 바람직하게는 0.1 내지 10g/m2 AgNO3이고 특히 바람직하게는 1 내지 5g/m2이며 은할로겐화물에 대한 젤라틴의 비는 0.05 내지 4.0의 범위이다.
본 발명에 따른 공정의 제54 구현예에 따르면, 상기 공정은 확산 전사 반전 방법에 의해 무전해 침착 촉매 패턴상에 무전해 침착하는 단계; 및 기판으로부터 무전해 침착 촉매를 포함하지 않는 착색 잉크 패턴을 제거하는 단계(예를 들어, 전사 에멀젼층이 DTR 방법후 기판으로부터 제거되는 경우)를 더 포함한다. 이는 통상적인 오프셋 인쇄공정에서 친유성 착색 잉크가 전사 에멀젼층에 대한 친화력에 비해 기판에 대한 낮은 친화력을 갖는 경우에 일어난다. 이는 예를 들어 기판이 친수성이거나 젤라틴 층과 같은 친수성 코팅층을 구비하는 경우이다. 잉크 패턴 제거의 잇점은, 무전해 침착 촉매의 제2 패턴이, 오프셋 블랭킷으로부터 친유성 잉크 피복 기판 영역으로 분수 매체가 불량하게 전사되는 위험 없이, 분수 매체를 통해 인쇄될 수 있다는 것이다. 무전해 침착 촉매의 제1 패턴이 제2 인쇄 단계에서 친유성 착색 잉크로 (부분적으로) 오버코팅되는 경우에, 무전해 침착 촉매는 인쇄 기판이 접촉하는 화학물질과 상호작용하는데 덜 이용되거나 더이상 이용되지 않는다. DTR을 통한 제2 인쇄 단계의 친유성 착색 잉크의 제거는 무전해 침착 촉매의 기저층을 다시 노출시켜서, 무전해 침착 촉매의 기능을 회복할 것이다.
산업적 용도
본 발명에 따른 공정은, 예를 들어, 금속성 층을 사용하는 전기도금, 센서, 장난감과 같은 단일하고 한정된 사용 품목용 전기회로의 제조, 도전성 패턴, 무선 주파수 태그의 부분으로서 용량성 안테나에서의 도전성 패턴, 램프, 디스플레이, 예를 들어 LCD, 백라이트, 자동차 대시보드 및 키스위치 백라이팅, 긴급 조명, 휴대 전화, 개인 휴대 정보 단말기, 가전 제품, 지시램프, 및 빛의 방출이 필요한 다른 용도에 사용될 수 있는 발광 소자를 포함하는 다양한 용도에서의 도전성 패턴을 제조하기 위해 사용될 수 있다.
본 발명은 이하에서 비교 실시예 및 발명 실시예에 의해 설명된다. 이 실시예에서 주어진 백분율 및 비율은 달리 표시되지 않는 한 중량 기준이다.
수용 매체:
수용 매체 번호
1 접착 촉진층 No. 01을 갖는 125㎛ PET
2 접착 촉진층 No. 01, 서빙층 No.02 및 15m2/l 젤라틴층 No. 03를 갖는 125㎛ PET
3 접착 촉진층 No. 01, 서빙층 No.02 및 25m2/l 젤라틴층 No. 03를 갖는 125㎛ PET
4 접착 촉진층 No. 01, 서빙층 No.02 및 50m2/l 젤라틴층 No. 03를 갖는 125㎛ PET
5 25m2/l 젤라틴층 No. 03를 갖는 PE-코트지 No. 04
접착 촉진층 No. 01용 코팅 용액은 하기 조성을 가지며 130m2/l로 코팅된다.
88% 비닐리덴 클로라이드, 10% 메틸 아크릴레이트, 및 2% 이타콘산의 코폴리머 68.8g
BAYER의 Kieselsol™ 100F, 콜로이드성 실리카 16.7g
BAYER의 Mersolat™ H, 계면활성제 0.36g
CIBA-GEIGY의 Ultravon™ W, 계면활성제 1.68g
물 총 1000g으로 하기 위한 양
서빙층 No. 02용 코팅 용액은 하기 조성을 가지며 30m2/l로 코팅된다.
젤라틴 11.4g
BAYER의 Kieselsol™ 100F-30, 콜로이드성 실리카 10.08g
CIBA-GEIGY의 Ultravon™ W, 계면활성제 0.4g
Arkopal 0.2g
헥실렌 글리콜 0.67g
트리메틸올프로판 0.33g
74% 말레산, 25% 스티렌, 및 1% 메틸메타크릴레이트의 코폴리머 0.03g
물 총1000g으로 하기 위한 양
젤라틴층 No. 03용 코팅 용액은 하기 조성을 가진다.
젤라틴 40g
CLARIANT의 Hostapon™ T, 계면활성제 1g
포름알데하이드(4%) 40g
물 총1000g으로 하기 위한 양
PE-코트지 No.04는 젤라틴층(0.25g/m2)으로 오버코팅된, TiO2-함유 PE층(28g/m2)을 갖는 종이(166g/m2)로 구성된 F. Schoeller의 사진원지이다. 이면은 47% LDPE 및 53% HDPE의 층(24 g/m2)이다.
실시예 1
친수성 상으로서 분수를 통한 현상핵의 오프셋 인쇄
팔라듐 황화물(palladium sulphide) 물리 현상핵의 제조가 여기에 인용에 의해 통합된 EP-A 0 769 723의 실시예에 개시되어 있다. 이 실시예로부터, 용액 A1, B1, 및 C1을 사용하여 0.0038mol/l의 농도를 갖는 핵 분산액을 제조하였다. 이소프로판올 10g을 이 분산액 90g에 첨가하였다. 이것이 "분수 매체 A"였다.
이소프로판올 10g을 0.027mol/l Ag의 농도와 5-6㎚의 평균 입자 크기를 갖는 은 물리 현상핵의 분산액 90g에 첨가하였다. 이것이 "분수 매체 B"였다.
Thermostar™ P970/15 인쇄판, 전술한 수용 매체 1 내지 3과 "분수 매체 A" 및 "분수 매체 B"를 사용하고, Sun Chemical의 옐로우 오프셋 잉크 MT253 Yellow를 가지고, A.B. Dick의 360 오프셋 프린터로 인쇄 실험을 수행하였다. 두 분수 매체로 인쇄 품질의 악화 없이 150매의 인쇄물을 제조하였고, 분수 분산액을 포함하는 비인쇄 지역은 무색이었다. 은 클로로브로마이드 에멀젼의 제조 및 전사 에멀젼층의 제조는 도포된 은 할로겐화물의 피복율이 AgNO3 2g/m2 대신에 AgNO3 2.35g/m2와 같다는 것을 제외하고는 EP-A 769 723에 개시된 것과 같다. 위에 열거한 수용 매체와 접촉한 상태로 전사 에멀젼층을 AGFA-GEVAERT™ CP297 현상제 용액으로 1분 동안 25℃에서 처리하고 이어서 실온에서 건조시켰다.
이 확산 전사 반전(DTR) 공정을 수행한 후, 은회색 패턴이 "분수 매체 A" 및 "분수 매체 B" 모두 및 수용 매체 2 및 3에 대한 비잉크 지역에 형성되었고, 이는 현상핵이 인쇄 중에 수용 매체로 전사된다는 것을 보여줬다. 이 확산 전사 반전(DTR) 공정을 수행한 후 수용 매체 1의 경우에는 착색이 관찰되지 않았다.
"분수 매체 A"를 갖는 수용 매체 2위의 은 지역은 1500Ω/square의 저항을 나타내었다. 다른 샘플상의 은 지역은 도전성을 나타내지 않았다. 전사 에멀젼층과 (친수성) 수용 매체 2 및 3의 분리 중에 (소수성) 옐로우 잉크는 전사 에멀젼층으로 전사되었는데, 옐로우 잉크는 분리 후에 수용 매체 1상에 잔류하였다.
환원제조(reducer bath)(Atotech의 Reducer Neoganth 406)에 은 패턴을 4분간 담근 다음에 구리조(copper bath)(Atotech의 Printoganth)에서 30분간 무전해 도금하여 은 패턴의 위에 추가 구리층을 성장시켰다. 구리는 은 패턴상에만 침착되었고, 이로 인해 회색에서 구리색 패턴으로의 변화가 있었다.
실시예 2
확산 전사 반전 공정을 통한 도전성 증가
수용 매체 2위에 "분수 매체 A"를 통해 현상핵을 인쇄하고 이어서 실시예 1에 개시된 확산 전사 반전 공정을 통해 상기 현상액을 현상하였다. 저항은 1500Ω/square이었다. 이어서 전술한 것과 같은 조건을 사용하여, 확산 전사 반전 공정을 통해 수용 매체를 두번째 현상하였고, 이는 100Ω/square의 저항을 가져왔다. 전사 에멀젼층은 사진노출될(photoexposed) 필요가 없었기 때문에, 이미 패턴화된 수용 매체에 전사 에멀젼층이 오정렬(misalignment)되는 문제는 일어나지 않았다.
접촉시간이 1분에서부터 3분까지 증가되는 단일 DTR 공정 단계는 두 계속해서 시행되는 DTR 공정에 비해 표면 저항의 감소를 제공하지 않았다.
실시예 3
친수성 상으로서 분수를 통한 도전성 증가
용액 A1, B1, 및 C1을 아래에 제공한 것과 같이 제조하였다.
(NH4)2PdCl4 [g] Na2S [g] 탈이온수 중의 폴리비닐 알코올 1% 용액 [ml] 탈이온수 [ml]
A1 2.17 25 475
B1 2 25 475
C1 3.2 40 760
EP-A 0 769 723의 실시예에 개시된 바와 같이, (NH4)2PdCl4 용액 A1 및 황화나트륨 용액 B1을 황화나트륨을 포함하는 용액 C1에 400rpm으로 교반하면서 4분간 일정한 속도로 첨가하는 이중 젯 침전(double jet precipitation)에 의해 물리 현상핵을 제조하였다. 침전 후에, 얻은 침전핵을 0.5mS의 전도도까지 투석하였다. 이 분산액 샘플 250g을 증발에 의해 50g으로 농축하고 이소프로판올 5g을 첨가하였다. 이것이 "분수 매체 C"였다.
"분수 매체 A" 및 "분수 매체 C" 모두로, 실시예 1에 개시된 바와 같이 수용 매체 5상에 인쇄를 수행하였다.
실시예 1에 개시되어 있는 바와 같이 DTR 현상을 수행한 후, 은 회색 패턴이 "분수 매체 A" 및 "분수 매체 C" 모두로 인쇄된 수용 매체 5를 갖는 비잉크 지역에 형성되었다. "분수 매체 A"로, 은 지역(silver area)은 도전성을 나타내지 않았지만, "분수 매체 C"로 구현된 표면 저항은 20-500Ω/square이었다. 따라서, 분수 매체에서 현상핵 농도의 증가는 침착된 은의 양 및 이에 따른 도전성을 개선시켰다. 도전성은 제2 DTR 공정에 의해 훨씬 더 증가될 수 있었다. 통상적인 실시예에서, 표면 저항은 21에서 3.8Ω/square로 감소하였다.
실시예 4
친수성 상으로서 분수를 통한 도전성 증가
실시예 3에서 개시된 바와 같이 "분수 매체 C"를 제조하였다. "분수 매체 A" 및 "분수 매체 C" 모두로 따로따로, 수용 매체 5 위에 실시예 1에 개시된 바와 같이 인쇄를 수행하였다.
실시예 1에 개시된 바와 같이 DTR 현상을 수행한 후, 은 회색 패턴이 "분수 매체 A" 및 "분수 매체 B" 모두로 인쇄된 수용 매체 5를 갖는 비잉크 지역에 형성되었다. "분수 매체 A"로, 은 지역은 도전성을 나타내지 않았지만, "분수 매체 C"로 구현된 표면 저항은 170Ω/square이었다. 따라서, 분수 매체에서 현상핵 농도의 증가는 침착된 은의 양 및 이에 따른 도전성을 향상시켰다. 도전성은 제2 DTR 방법에 의해 훨씬 더 증가될 수 있었고, 이는 30Ω/square의 저항을 가져왔다.
실시예 5
추가 코팅 단계를 통한 도전성 증가
실시예 1에 개시된 바와 같이 "분수 매체 A"를 통해 수용 매체 1, 2, 4, 및 5 위에 현상핵을 인쇄하였다. 이어서 "분수 매체 A"로 10㎛의 공칭 습식 코팅 두께로 상기 인쇄물을 오버코팅하였다. 분수 매체는 옐로우 잉크 소수성 지역을 디웨트(dewet)하고 바람직하게는 '분수 지역'을 덮었다. 실온에서 건조 후, DTR을 통해 상기 인쇄물을 현상하고 건조하였고, 이로 인해 하기 표 1에 보인 저항을 갖는 도전성 패턴을 얻었다.
표 1
수용 매체 번호 지지물 젤라틴층 두께 저항(Ω/square)
1 PET + 접착층 - >30 x 106
2 PET + 접착층 + 젤라틴층(15m2/L) 1.2 20
4 PET + 접착층 + 젤라틴층(50m2/L) 4.2 5
5 PE-코트지 + 젤라틴층(25m2/L) 2.1 6
모두 젤라틴 최외층을 갖는 상기 인쇄된 수용 매체 2 내지 5 위에 DTR 현상을 수행한 경우에, 5 내지 20Ω/square의 표면 저항을 갖는 은층(silver layers)을 얻었지만, 수용 매체 1에서와 같이 젤라틴 최외층 없는 경우에는 은이 핵 패턴상에 침착되지 않았다.
수용 매체 2위의 현상핵의 DTR-처리에 의해 얻은 층의 표면 저항은 IR 다이오드 레이저(파장 830㎚) 빔을 사용하여 1250mJ/cm2의 에너지로 가열함으로써 DTR 공정에서 형성된 은 입자를 함께 소결함으로써 7.6배 감소될 수 있다는 것이 더 밝혀졌다.
실시예 6
열처리를 통한 도전성 증가
실시예 5에 개시된 바와 같이 수용 매체 2위의 현상핵의 DTR-처리에 의해 얻은 은층을 1250mJ/cm2의 에너지를 갖는 IR 다이오드 레이저(파장 830㎚) 빔에 노출시켰다. 생성된 열의 결과로서, DTR 과정에서 형성된 은 입자는 함께 소결되었고, 이는 표면 저항을 13Ω/square에서 1.7Ω/square로 감소시켰다.
수용 매체 2위의 현상핵의 DTR-처리에 의해 얻은 은층을 40의 설정치를 갖는 섬광 전구(photoflash lamp)에 노출시켰다. 생성된 열의 결과로서, DTR 공정에서 형성한 은 입자는 함께 소결되었고, 이는 표면 저항을 13Ω/square에서 4Ω/square로 감소시켰다.
실시예 7
무전해 구리 도금을 통한 도전성 증가
실시예 3 및 4에 개시된 바와 같이 수용 매체 4 및 5 위에 "분수 매체 C"를 통해 현상핵을 인쇄하였다. 실시예 1에 개시된 바와 같이 DTR 현상을 수행한 후, 은 회색 패턴이 비잉크 지역에 형성되었다. 상기 은 패턴을 0.5% 팔라듐 클로라이드 용액(염산으로 1.5로 pH조절됨)에 0.5초 동안 담갔고, 이어서 물로 완전히 헹궜으며 최종적으로 하기 표 2에 제공한 조성을 갖는 무전해 구리 도금 용액에 위치시켰다.
표 2
성분 구리 도금 용액
물 80.6%
황산구리 2.4%
탄산나트륨 2.4%
타르타르산 칼륨 나트륨(potassium sodium tartrate) 8.1%
수산화나트륨 4.0%
포름알데하이드(37%) 2.4%
여러번의 무전해 도금 후 얻은 표면 저항을 표 3에 나타내었다.
표 3
수용 매체 번호 지지체 무전해 구리 도금 시간 [s] 표면 저항 (Ω/Square)
4 PET + 접착층 + 젤라틴층(50m2/L) 0 195
60 5.0
180 0.15
5 PE-코트지 + 젤라틴층(25m2/L) 0 24
60 1.5
180 0.10
본 발명은 암시적으로 또는 명시적으로 여기에 설명된 임의의 특징 또는 특징들의 조합, 또는 현재 청구된 발명과 관련되는지 여부와 관계없이 상기 특징 또는 조합이 일반화된 것을 포함할 수 있다. 이 앞의 설명에 비추어, 다양한 변형이 본 발명의 범위내에서 이루어질 수 있다는 것이 당해 기술 분야의 통상의 지식을 가진자에게 명백할 것이다.

Claims (22)

  1. 무전해 침착 촉매의 패턴을 친수성 상을 통해 수용 매체에 스탬프 인쇄를 제외하고 접촉 인쇄하는 단계를 포함하고, 상기 무전해 침착 촉매는 무전해 침착 전에 활성화를 필요로 하지 않는 공정.
  2. 제1항에 있어서, 상기 접촉 인쇄공정은 친수성 상을 통해 무전해 침착 촉매의 패턴을 중간판 또는 롤러에 도포하는 단계 및 상기 무전해 침착 촉매의 패턴을 상기 중간판 또는 롤러로부터 수용 매체로 전사시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 공정.
  3. 제2항에 있어서, 상기 중간판은 인쇄판 마스터인 것을 특징으로 하는 공정.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 무전해 침착 촉매는 비금속성인 것을 특징으로 하는 공정.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 무전해 침착 촉매는 중금속 황화물인 것을 특징으로 하는 공정.
  6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 무전해 침착 촉매는 금속성 인 것을 특징으로 하는 공정.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 무전해 침착 촉매는 은 침착을 촉매화할 수 있는 것을 특징으로 하는 공정.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 인쇄 방법은 오프셋 인쇄 공정인 것을 특징으로 하는 공정.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 친수성 상은 착색제를 포함하는 것을 특징으로 하는 공정.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 친수성 상은 단일 유체 잉크의 연속상인 것을 특징으로 하는 공정.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 친수성 상은 친수성 잉크인 것을 특징으로 하는 공정.
  12. 제1항 내지 제9항 및 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 친수성 상은 수성 건평판 인쇄 잉크인 것을 특징으로 하는 공정.
  13. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 친수성 상은 수성 분수(aqueous fountain)인 것을 특징으로 하는 공정.
  14. 제13항에 있어서, 상기 친수성 상은 일정한 점도까지 교반한 후 25℃에서 DIN 53211에 따라 측정될 경우 적어도 30 mPa·s의 점도를 갖는 것을 특징으로 하는 공정.
  15. 제1항 내지 제11항, 제13항, 및 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 친유성 상이 상기 접촉 인쇄공정에 포함되는 것을 특징으로 하는 공정.
  16. 제15항에 있어서, 상기 친유성 상은 친유성 분수(oleophilic fountain)인 것을 특징으로 하는 공정.
  17. 제15항에 있어서, 상기 친유성 상은 단일 유체 잉크의 분산된 상인 것을 특징으로 하는 공정.
  18. 제15항에 있어서, 상기 친유성 상은 친유성 잉크인 것을 특징으로 하는 공정.
  19. 제15항에 있어서, 상기 친유성 상은 착색제를 포함하는 것을 특징으로 하는 공정.
  20. 제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 무전해 침착 촉매 패턴 상에 무전해 침착하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공정.
  21. 제20항에 있어서, 상기 무전해 침착은 확산 전사 반전 공정에 의하는 것을 특징으로 하는 공정.
  22. 제20항에 있어서, 은할로겐화물 입자를 포함하는 층과 현상제가 접촉하였을 때 은이 상기 패턴상에 침착되는 것을 특징으로 하는 공정.
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